[发明专利]岩体性质与劣化特征随钻评价方法

说明书

本申请属于岩土工程勘察技术领域，涉及一种岩体性质与劣化特征随钻评价方法。所述方法包括：利用装配取芯钻头的数字钻探装备对待评价岩体开展数字钻探试验，获取所述待评价岩体的随钻参数和所述随钻参数对应的响应特征；根据所述待评价岩体的随钻参数对应的响应特征，确定所述待评价岩体的完整性系数计算公式；利用数字钻探装备开展地下工程围岩数字钻探试验，基于所述完整性系数评价围岩的完整程度；根据所述待评价岩体的完整性系数、劣化系数和等效强度，建立劣化性质随钻评价模型。采用本申请可进行岩体强度与完整程度的原位准确测试，实现岩体性质与劣化特征随钻评价。

技术领域

本申请涉及岩土工程勘察技术领域，特别是涉及一种岩体性质与劣化特征随钻评价方法。

背景技术

深部地质情况极为复杂，随着矿山巷道、交通隧道等地下工程不断的向深部发展，岩体裂隙发育、破碎严重，极易出现支护体系破断失效等问题，导致巷道围岩大变形、冒顶、严重底臌等安全事故频发。岩体劣化性质的评价是硐室支护合理设计与安全控制的前提。

现有技术中，岩体劣化性质的评价通常是对围岩进行取芯，将岩芯运送到实验室进行强度和完整程度测试。由于取芯和运送的过程中易造成岩芯破裂、破坏，导致测试结果误差较大。

由此，在进行岩体劣化性质的测试时，如何提高测试准确度是一个需要解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种岩体性质与劣化特征随钻评价方法。

第一方面，提供了一种岩体性质与劣化特征随钻评价方法，所述方法包括：

利用装配取芯钻头的数字钻探装备对待评价岩体开展数字钻探试验，获取所述待评价岩体的随钻参数和所述随钻参数对应的响应特征；

根据所述待评价岩体的随钻参数对应的响应特征，确定所述待评价岩体的完整性系数计算公式，如下：

其中，RID为完整性系数，M为扭矩，F为钻压，H为总钻进深度，L_Mi为扭矩识别的第i个裂隙的宽度，M_a为扭矩临界值，L_Fi为钻压识别的第i个裂隙的宽度，F_b为钻压临界值，n为裂隙总数目，i=1,2… n；

利用数字钻探装备开展地下工程围岩数字钻探试验，基于所述完整性系数评价围岩的完整程度；

根据所述待评价岩体的完整性系数、劣化系数和等效强度，建立劣化性质随钻评价模型，实现围岩劣化性质分类。

作为一种可选的实施方式，所述利用数字钻探装备开展地下工程围岩数字钻探试验，基于所述完整性系数评价围岩的完整程度，包括：

若所述完整性系数大于等于第一阈值，且小于等于第二阈值，则确定所述待评价围岩的完整程度为极破碎围岩；

若所述完整性系数大于所述第二阈值，且小于等于第三阈值，则确定所述待评价围岩的完整程度为中等破碎围岩；

若所述完整性系数大于所述第三阈值，且小于等于第四阈值，则确定所述待评价围岩的完整程度为较破碎围岩；

若所述完整性系数大于所述第四阈值，且小于等于第五阈值，则确定所述待评价岩体的围岩的完整程度为完整围岩。